精品解析：湖南省长沙市铁路第一中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

长铁一中2025年上学期期中考试高一年级物理科试卷 时量：75分钟 满分：100分 一、单选题（每题4分，共32分） 1. 做曲线运动的物体，对其速度的认识，下列说法正确的是（　　） A. 速度的方向一定变化 B. 速度的大小一定变化 C. 速度的大小和方向一定变化 D. 速度的方向可能变化 【答案】A 【解析】 【详解】做曲线运动的物体，某一点的速度方向为轨迹在该点的切线方向，所以速度方向一定变化，但速度大小可以不变，例如物体做匀速圆周运动。 故选A。 2. 汽艇以v1=4m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河水流速v2=3m/s，如图所示。则汽艇过河的实际速度v的大小为（　　） A. 3m/s B. 4m/s C. 5m/s D. 7m/s 【答案】C 【解析】 【详解】汽艇过河的实际速度v的大小为 故选C。 3. 如图所示，一个小球从点以大小为的初速度水平抛出，刚好从立在地面上的竖直挡板上方飞过，这时点离挡板的水平距离为，若将挡板向右平移的距离，要使小球从点水平抛出后仍从挡板上方刚好飞过，则抛出的初速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题知，两次抛出小球位置都在A点，则由平抛运动规律知 解得 则小球两次平抛时间相同。第一次飞过挡板，水平方向有 解得 第二次飞过挡板，水平方向有 解得 联立得 故选C。 4. 地球可以看成巨大的球体，位于赤道与位于贵阳的物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度分别为、，线速度大小分别为、，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．地球上各点绕地轴转动，具有相同的角速度，即 故AB错误； CD．根据可知，位于赤道上的物体的转动半径大，所以 故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，小球在细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况，下列说法正确的是（　　） A. 只受重力和拉力的作用 B. 只受重力和向心力的作用 C. 只受重力、支持力、拉力和向心力的作用 D. 只受重力、支持力和拉力的作用 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知，小球只受重力、支持力和拉力的作用，向心力是小球受的合力。 故选D。 6. “神舟十七号”载人飞船于2023年10月26日顺利发射升空，开启了为期6个月的天宫空间站之旅。神舟十七号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行。下列说法正确的是（ ） A. “神舟十七号”的运行周期大于24小时 B. “神舟十七号”的发射速度小于第一宇宙速度 C. “神舟十七号”的运行速度小于第一宇宙速度 D. 已知“神舟十七号”的线速度与角速度，可以求得“神舟十七号”质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．“神舟十七号”卫星的轨道高度为400公里，远小于静止卫星的轨道高度，根据 可得，半径越小周期越小，即其周期小于24小时，故A错误； B．第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度，发射“神舟十七号”的速度大于第一宇宙速度，故B错误； C．第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度， “神舟十七号”的运行速度小于第一宇宙速度，故C正确； D．根据万有引力提供向心力 计算时，“神舟十七号”的质量m会被约掉，不能计算出来，故D错误。 故选C。 7. 某同学收集了关于海王星的资料，它的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的30倍，质量约为地球质量的17倍，半径约为地球半径的4倍，地球表面重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 海王星公转的加速度大小约为地球公转加速度的倍 B. 海王星公转的周期约为165年 C. 海王星表面的重力加速度约为2g D. 海王星的第一宇宙速度约为15.8km/h 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，， A．由万有引力提供向心力 可得 故海王星公转的加速度大小约为地球公转加速度的倍，故A错误； B．由万有引力提供向心力 可得 则 故海王星公转的周期约为164.3年，接近165年，故B正确； C．在天体表面有 可得 可得海王星表面的重力加速度为 故C错误； D．由万有引力提供向心力 可得 则 可得海王星的第一宇宙速度约为 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面到悬点P的距离h不变，增大轻绳的长度l。有关小球做圆周运动的周期T与轻绳的拉力大小F，下列说法正确的是（ ） A. T不变 B. T增大 C. F减小 D. F不变 【答案】A 【解析】 【详解】AB．小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示 可得 联立解得 周期T只与距离h有关，周期T不改变，A正确，B错误； CD．由上述公式可得 可知轻绳的拉力大小F增大，CD错误。 故选A。 二、多选题（每题5分，共20分。多选错选不计分，少选计3分） 9. 有一个质量为2kg的质点在平面内运动，在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。已知时质点在坐标原点上，关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　） 甲 乙 A. 时，质点的速度大小为7m/s B. 质点所受的合外力大小为3N C. 在0~2s内，质点速度的变化量大小为4m/s D. 质点的运动轨迹是一条曲线 【答案】CD 【解析】 【详解】A．时质点在方向的初速度，在方向的初速度 合速度 故A错误； B．在方向的加速度大小为 质点的合力 故B错误； C．质点在0~2s时间内速度的变化量大小为 故C正确； D．质点在方向上做匀加速直线运动，在方向上做匀速直线运动，所以质点做匀变速曲线运动，故D正确。 故选CD。 10. 如图的皮带传动装置中，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半，A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为 B. A、C两点的角速度大小之比为 C. A、B两点向心加速度大小之比为 D. A、C两点的向心加速度大小之比为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．因为甲、乙两轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，所以，A错误； B．由角速度和线速度的关系式 可知 因为乙、丙两轮共轴,故两轮角速度相同，所以 B正确； C．根据向心加速度 可知A，B两点向心加速度大小之比为1:2，C错误； D．根据向心加速度 知A，C两点的向心加速度大小之比为1∶4，D正确。 故选BD。 11. 近年来，人类发射了多枚火星探测器，对火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。已知火星表面的重力加速度g，火星半径为R，引力常数G。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该探测器运动的周期为T，则火星的质量表达式为（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．在火星表面有 可得火星的质量为 故A正确，B错误； CD．对“近地”火星探测器由万有引力提供向心力 可得火星的质量为 故C正确，D错误。 故选AC。 12. 跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，ab近似看成直线，如图所示。测得ab间竖直的高度差h=20m，运动员着陆时的速度与水平方向成β=53°，已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，运动员在空中运动的空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A. ab之间的距离为25m B. 滑雪运动员以25m/s的速率在b点着陆 C. 减小a速度，人着陆的速度与水平方向夹角小于53° D. 增大a点速度仍落回斜坡，人总是在飞行总时间的一半时离斜面最远 【答案】BD 【解析】 【详解】A．速度与水平夹角的正切值是位移与水平夹角正切值的两倍 由题意可知 由计算可得水平位移为 由勾股定理可得 故A错误； B．在竖直方向分析可得 由题意可知 故B正确； C．速度与水平夹角的正切值是位移与水平夹角正切值的两倍 由题意可知减小a速度后，落到ab上时位移与水平夹角仍然不变，所以速度与水平夹角也保持不变，故C错误； D．将运动分解为平行于斜面的匀加速直线运动和垂直于斜面的匀变速直线运动，在垂直于斜面方向物体先做向上的匀减速直线运动再做向下的加速度不变的匀加速直线运动，当物体离斜面最远时就是垂直于斜面速度变为零时。由对称性可知，垂直于斜面向上运动和向下运动时间相同，所以人总是在飞行总时间的一半时离斜面最远，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共16分） 13. 用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。 （1）图甲中用小锤击打弹性金属片C，小球A沿水平方向飞出后做平抛运动，与此同时，与球A相同的球B被松开做自由落体运动；改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是______（填“同时”“A先B后”或“B先A后”）落地，这说明做平抛运动的球A在竖直方向上做自由落体运动。 （2）图乙中，M、N是两个完全相同的轨道，轨道末端都与水平方向相切，其中，轨道N的末端与光滑水平面相切，轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球______（填“同时”或“先后”）到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球______（填“相同”或“不同”），为______（填“匀速直线运动”或“匀加速直线运动”）。 【答案】 ①. 同时 ②. 同时 ③. 相同 ④. 匀速直线运动 【解析】 【详解】（1）[1]与球A相同的球B被松开做自由落体运动，改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是同时落地。在同一高度改变小锤击打的力度，使球A的平抛初速度大小不同，多次实验，两球也总是同时落地。这说明做平抛运动的球A在竖直方向上的运动情况与球B相同，为自由落体运动。 （2）[2][3][4]两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球同时到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球相同，为匀速直线运动。 14. 利用如图所示实验装置探究向心力与质量、半径的关系。将一根光滑的水平杆和竖直杆垂直铰合在一起，分别用两根细线一端连接物块1和物块2，另一端分别绕过定滑轮后连接固定在竖直杆上的两个力传感器。水平杆绕竖直杆转动时，物块1和物块2跟随水平杆一起绕以相同的角速度转动，力传感器上分别显示出拉力的竖直杆大小。 （1）用此装置探究向心力与旋转半径的关系时，应保持________相同，使物块到竖直轴距离________（填“相同”或“不同”）。用刻度尺分别测出物块1和物块2到竖直杆的距离、，当水平杆绕竖直杆以角速度转动时，两个力传感器的示数分别为、。改变两物块到竖直杆的距离，重复实验，测量出多组半径、和拉力、。若在误差允许的范围内等于________，则表明在此实验过程中向心力与转动半径成正比。 （2）该实验过程中采用的实验方法是________。 A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 【答案】 ①. 质量 ②. 不同 ③. ④. C 【解析】 【详解】（1）[1][2]利用如图所示实验装置可以探究向心力与质量、半径的关系，现用此装置探究向心力与旋转半径的关系时，则需要质量保持相同，使物块到竖直轴距离不同，即半径不同； [3]由公式 可知，当角速度、质量都相同时，向心力与转动半径成正比，即 （2）[4]该实验过程中采用的实验方法是控制变量法。 故选C。 四、解答题（共32分） 15. “嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，如图所示，“嫦娥一号”绕月球圆周运动的轨道半径为。已知“嫦娥一号”的质量为，月球的质量为，引力常量为。试求： （1）“嫦娥一号”和月球之间的万有引力； （2）“嫦娥一号”绕月球运动的线速度； （3）“嫦娥一号”绕月球运动的周期。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力定律可得 （2）根据万有引力提供向心力 解得 （3）根据万有引力提供向心力 得 16. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 【答案】（1）；（2）200N 【解析】 【详解】（1）小球在最低点的向心加速度大小 （2）根据牛顿第二定律 解得 17. 如图所示是位于同一竖直平面内的游戏装置，M是固定的直三棱柱，O是三棱柱表面上的一点。N是倾角的固定斜面，A是斜面上距离O点水平距离的点。游戏时让小球从距离O点某高度处自由落下，在O点与三棱柱碰撞（不计碰撞时间），碰后速度方向水平向右，速度大小与碰前相同。若小球恰好垂直斜面打在A点为游戏取胜，重力加速度g取，，，不计空气阻力。求游戏取胜时： （1）小球落在A点的速度大小v； （2）小球自由下落时距离O点的高度H； （3）小球在空中运动的总时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球由O点运动至A做平抛运动。将小球在A点的速度v分解为、，并将v反向延长交水平位移的中点P如图所示： 设O、A的两点的高度差为h，由几何知识知 代入数据得 竖直方向有 解得 而 解得 【小问2详解】 小球平抛运动中 解得 小球与三棱柱碰撞后，速度方向变为水平向右，大小不变，即小球自由下落到O点的速度大小为 由 解得 【小问3详解】 设小球做自由落体运动的时间为，做平抛运动的时间为，有 ， 解得 ， 小球在空中飞行的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长铁一中2025年上学期期中考试高一年级物理科试卷 时量：75分钟 满分：100分 一、单选题（每题4分，共32分） 1. 做曲线运动的物体，对其速度的认识，下列说法正确的是（　　） A. 速度的方向一定变化 B. 速度的大小一定变化 C. 速度的大小和方向一定变化 D. 速度的方向可能变化 2. 汽艇以v1=4m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河水流速v2=3m/s，如图所示。则汽艇过河的实际速度v的大小为（　　） A. 3m/s B. 4m/s C. 5m/s D. 7m/s 3. 如图所示，一个小球从点以大小为的初速度水平抛出，刚好从立在地面上的竖直挡板上方飞过，这时点离挡板的水平距离为，若将挡板向右平移的距离，要使小球从点水平抛出后仍从挡板上方刚好飞过，则抛出的初速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 地球可以看成巨大的球体，位于赤道与位于贵阳的物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度分别为、，线速度大小分别为、，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，小球在细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况，下列说法正确的是（　　） A. 只受重力和拉力的作用 B. 只受重力和向心力的作用 C. 只受重力、支持力、拉力和向心力的作用 D. 只受重力、支持力和拉力的作用 6. “神舟十七号”载人飞船于2023年10月26日顺利发射升空，开启了为期6个月的天宫空间站之旅。神舟十七号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行。下列说法正确的是（ ） A. “神舟十七号”的运行周期大于24小时 B. “神舟十七号”的发射速度小于第一宇宙速度 C. “神舟十七号”的运行速度小于第一宇宙速度 D. 已知“神舟十七号”的线速度与角速度，可以求得“神舟十七号”质量 7. 某同学收集了关于海王星的资料，它的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的30倍，质量约为地球质量的17倍，半径约为地球半径的4倍，地球表面重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 海王星公转的加速度大小约为地球公转加速度的倍 B. 海王星公转的周期约为165年 C. 海王星表面的重力加速度约为2g D. 海王星的第一宇宙速度约为15.8km/h 8. 如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面到悬点P的距离h不变，增大轻绳的长度l。有关小球做圆周运动的周期T与轻绳的拉力大小F，下列说法正确的是（ ） A. T不变 B. T增大 C. F减小 D. F不变 二、多选题（每题5分，共20分。多选错选不计分，少选计3分） 9. 有一个质量为2kg的质点在平面内运动，在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。已知时质点在坐标原点上，关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　） 甲 乙 A. 时，质点的速度大小为7m/s B. 质点所受的合外力大小为3N C. 在0~2s内，质点速度的变化量大小为4m/s D. 质点的运动轨迹是一条曲线 10. 如图的皮带传动装置中，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半，A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为 B. A、C两点的角速度大小之比为 C. A、B两点向心加速度大小之比为 D. A、C两点的向心加速度大小之比为 11. 近年来，人类发射了多枚火星探测器，对火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。已知火星表面的重力加速度g，火星半径为R，引力常数G。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该探测器运动的周期为T，则火星的质量表达式为（　　） A. B. C. D. 12. 跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，ab近似看成直线，如图所示。测得ab间竖直的高度差h=20m，运动员着陆时的速度与水平方向成β=53°，已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，运动员在空中运动的空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A. ab之间的距离为25m B. 滑雪运动员以25m/s的速率在b点着陆 C. 减小a速度，人着陆的速度与水平方向夹角小于53° D. 增大a点速度仍落回斜坡，人总是在飞行总时间的一半时离斜面最远 三、实验题（每空2分，共16分） 13. 用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。 （1）图甲中用小锤击打弹性金属片C，小球A沿水平方向飞出后做平抛运动，与此同时，与球A相同的球B被松开做自由落体运动；改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是______（填“同时”“A先B后”或“B先A后”）落地，这说明做平抛运动的球A在竖直方向上做自由落体运动。 （2）图乙中，M、N是两个完全相同的轨道，轨道末端都与水平方向相切，其中，轨道N的末端与光滑水平面相切，轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球______（填“同时”或“先后”）到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球______（填“相同”或“不同”），为______（填“匀速直线运动”或“匀加速直线运动”）。 14. 利用如图所示实验装置探究向心力与质量、半径的关系。将一根光滑的水平杆和竖直杆垂直铰合在一起，分别用两根细线一端连接物块1和物块2，另一端分别绕过定滑轮后连接固定在竖直杆上的两个力传感器。水平杆绕竖直杆转动时，物块1和物块2跟随水平杆一起绕以相同的角速度转动，力传感器上分别显示出拉力的竖直杆大小。 （1）用此装置探究向心力与旋转半径的关系时，应保持________相同，使物块到竖直轴距离________（填“相同”或“不同”）。用刻度尺分别测出物块1和物块2到竖直杆的距离、，当水平杆绕竖直杆以角速度转动时，两个力传感器的示数分别为、。改变两物块到竖直杆的距离，重复实验，测量出多组半径、和拉力、。若在误差允许的范围内等于________，则表明在此实验过程中向心力与转动半径成正比。 （2）该实验过程中采用的实验方法是________。 A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 四、解答题（共32分） 15. “嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，如图所示，“嫦娥一号”绕月球圆周运动的轨道半径为。已知“嫦娥一号”的质量为，月球的质量为，引力常量为。试求： （1）“嫦娥一号”和月球之间的万有引力； （2）“嫦娥一号”绕月球运动的线速度； （3）“嫦娥一号”绕月球运动的周期。 16. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 17. 如图所示是位于同一竖直平面内的游戏装置，M是固定的直三棱柱，O是三棱柱表面上的一点。N是倾角的固定斜面，A是斜面上距离O点水平距离的点。游戏时让小球从距离O点某高度处自由落下，在O点与三棱柱碰撞（不计碰撞时间），碰后速度方向水平向右，速度大小与碰前相同。若小球恰好垂直斜面打在A点为游戏取胜，重力加速度g取，，，不计空气阻力。求游戏取胜时： （1）小球落在A点的速度大小v； （2）小球自由下落时距离O点的高度H； （3）小球在空中运动的总时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $